2.9. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА СМАЗОЧНЫХ
МАТЕРИАЛОВ НА СУДНЕ
Смазочные материалы классифицируются в зависимости от их назначения
(функций). Основные функции смазочных материалов следующие [9, 20, 31]:
снижение затрат энергии на трение; уменьшение скорости изнашивания
трущихся поверхностей; охлаждение трущихся деталей; защита трущихся и
неизолированных деталей от коррозии; использование в качестве рабочего
тела в гидравлических системах; удаление с трущихся поверхностей
продуктов изнашивания и других загрязнений; уплотнение сопряженных
деталей от прорыва газов, жидкостей (в сальниках, клапанах, резьбовых
соединениях и т. п.).
Наибольшее применение в судовой технике находят
антифрикционные смазочные материалы (моторные, турбинные, компрессорные,
трансмиссионные масла, масла для холодильных компрессоров).
К консервационным относятся ингибированные масла, жидкие составы и
пластичные смазки.
Гидравлическими маслами или рабочими жидкостями являются маловязкие
масла, которые служат рабочим телом в системах гидропривода.
Уплотнительными (пластичными) смазками являются пластичные составы.
К твердым антифрикционным материалам относят вещества со сложной
структурой - дисульфид молибдена, графит, слюда, пудра металлов, тальк и
др.
Для эксплуатационных целей особенно важное значение имеют следующие
четыре характеристики смазочных материалов.
1. Антифрикционные свойства, определяющие способность смазочных
материалов снижать затраты энергии на трение в узлах и механизмах, а
также возможность их подачи по каналам систем смазки и трубопроводам.
Антифрикционные свойства зависят от вязкости (температуры и давления) и
поверхностно-активных свойств смазочных материалов.
2. Противоизносные свойства, характеризующие способность смазочных
материалов предупреждать изнашивание или снижать его скорость. Эти
свойства зависят от способности смазочных материалов формировать
объемные слои и граничную пленку на трущихся поверхностях.
3. Антинагарные свойства, стабильность и склонность к отложениям,
определяющие способность смазочных материалов противостоять изменению
состава и свойств и не образовывать низко-, высокотемпературных
отложений и нагаров.
Отложения, образуемые смазочными материалами, подразделяются на лаковые,
нагарные и осадки. Лаковые отложения (название их обусловлено сходством
с лаковыми покрытиями) являются следствием окислительных процессов на
горячих поверхностях металлов. Интенсивность лакообразования зависит от
температуры масла, его количества и качества. Кроме того, на
лакообразование влияют такие свойства масла, как термоокислительная
стабильность и моющие свойства.
Термоокислительная стабильность - стойкость масла к окислению в тонком
слое при повышенной температуре.
Моющее свойство - способность масла противостоять лакообразова-нию на
горячих поверхностях в результате торможения процессов окисления и
коагуляции.
Нагарообразующая способность — склонность масла к образованию нагара в
двигателях. Нагар — это продукты глубокого окисления углеводородов масла
в виде твердых отложений на стенках камеры сгорания, днище поршня,
клапанах, форсунках и т. д. Склонность масла к нагаро-образованию
характеризуется коксуемостью, нагарностью и зольностью.
Коксуемость — способность образовывать твердые остатки — кокс.
Нагарность масла — количество углистого остатка в процентах,
образующегося при прокаливании 0,2 г масла в алюминиевой чашечке без
доступа воздуха при 400 °С.
ольность — содержание в маслах солей органических и
минеральных кислот и других несгораемых веществ.
Осадки (низкотемпературные отложения, шлам) — вещества, осаждающиеся из
масла в цистернах, поддоне картера, маслопроводах, фильтре и т. д.
Забивая элементы маслосистем, осадки уменьшают или прекращают подачу
масла к узлам трения.
Стабильность — способность смазочных материалов противостоять физическим
и химическим процессам, ведущим к изменению их состава и свойств.
Физическая стабильность характеризуется испаряемостью, деэмульгируюшими
свойствами, вспениваемостью.
Основу смазочных масел составляют фракции нефти, выкипающие при
температуре 200 ... 500 °С. Об испаряемости масел судят по их
фракционному составу и температуре вспышки.
Деэмульгирующие свойства масла характеризуются его способностью быстро
отделяться от воды, после того как масло и вода будут тем или иным
способом перемешены. Эмульсии вызывают коррозию, ухудшают смазывающие
свойства, повышают вязкость, служат источником низкотемпературных
осадков, сокращают срок работы масла. Деэмульгирующую способность
оценивают числом деэмульсации, под которым понимают время в минутах, в
течение которого происходит полное разрушение эмульсии, образовавшейся
при пропускании пара через масло в условиях испытания.
Вспениваемость является результатом выделения из масла паров, газов,
воздуха. Наличие пены нарушает нормальный режим смазки (уменьшается
подача масла к узлам трения), ускоряет окисление масла, приводит к
неравномерному его движению в трубопроводе. Дня разрушения пены
применяют воздухоотделители и пеногасители.
4. Защитные (антикоррозионные) свойства, связанные с возможностью
коррозии металлов и их защиты. Защитные свойства смазочных материалов
складываются из физической изоляции поверхности металла от агрессивных
продуктов и способности активных компонентов смазочного материала или
ингибиторов коррозии формировать на поверхности металла водоупорную
адсорбционную или химическую пленку.
Коррозионные свойства смазочных материалов связаны с присутствием в них
органических кислот, продуктов окисления масла, сернистых соединений,
неорганических кислот, щелочей и воды. К физикохимическим показателям
коррозионных свойств смазочных материалов относятся кислотное число,
содержание водорастворимых кислот, щелочей и воды.
Улучшение всех названных эксплуатационных свойств смазочных материалов
достигается использованием специальных присадок.